JP2006057796A - Pressure vessel and hydraulic accumulator/shock absorber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車や産業機械に用いられるアキュームレータ等の圧力容器及び蓄圧・緩衝装置に関し、特に鏡板と胴部との溶接部を均一にしたものに関する。製造工程の効率化及びコストの低減を図る技術に関する。 The present invention relates to a pressure vessel such as an accumulator and an accumulator / buffer device used in automobiles and industrial machines, and more particularly to a uniform welded portion between a mirror plate and a body portion. The present invention relates to a technique for improving the efficiency of manufacturing processes and reducing costs.
油圧制御装置の油圧回路やショックアブソーバ等にアキュムレータ(蓄圧・緩衝装置)が用いられている。アキュムレータは、一般に、圧力容器の内部がベローズによってガス室と油室とに区画され、油室内に流入する油の圧力変動をベローズの伸縮に伴うガス室内のガスの膨縮作用によって緩衝する構成となっている(例えば、特許文献1〜3参照)。アキュムレータは、油圧回路を流れる油に生じる脈動を効果的に抑制するための装置として、例えば自動車や産業機械に広く用いられている。 Accumulators (accumulation and shock absorbers) are used in hydraulic circuits and shock absorbers of hydraulic control devices. The accumulator is generally configured such that the inside of the pressure vessel is partitioned into a gas chamber and an oil chamber by a bellows, and the pressure fluctuation of the oil flowing into the oil chamber is buffered by the expansion and contraction action of the gas in the gas chamber accompanying the expansion and contraction of the bellows. (For example, see Patent Documents 1 to 3). An accumulator is widely used in, for example, automobiles and industrial machines as a device for effectively suppressing pulsation generated in oil flowing in a hydraulic circuit.
圧力容器を形成するためには、外殻部材とこれを閉じるための蓋体とを強い強度で接合する必要がある。例えば、薄肉(肉厚2mm以下)の圧力容器では抵抗溶接を用いることができる。図4及び図5はこのような圧力容器の一例を示す図である。すなわち、圧力容器10は、鋼管(外殻部材)11と、この鋼管11の開口部を蓋する鏡板12とを備えている。なお、図4中13,14は電極を示している。
In order to form the pressure vessel, it is necessary to join the outer shell member and the lid for closing the member with high strength. For example, resistance welding can be used in a thin pressure vessel (thickness of 2 mm or less). 4 and 5 are views showing an example of such a pressure vessel. That is, the
抵抗溶接を行う場合には、鋼管11の外側面を二つ割の電極13でクランプし、鏡板12外側面を鋼管11の端部側から内壁面に接触させて挿入し、鋼管11の外側面に電極14を接触させる。一方、電極14は鏡板12の上面に当接させる。電極13,14間に荷重を加えながら、電極13、鋼管11、鏡板12、電極14と電流を流し、鋼管11の内壁面と鏡板12の外側面を抵抗溶接していた。
When resistance welding is performed, the outer surface of the
一方、図6に示すような厚肉(肉厚2mm以上)の圧力容器においては、外周面CO2溶接及びTIG溶接等により接合を行っていた(図6中F参照)。なお、図6はアキュムレータの一例を示す図である。すなわち、アキュムレータ20は、円筒状のシェル(外殻部材)21と、このシェル21の一方の開口部に嵌合する第1鏡板(蓋体)22と、他方の開口部に嵌合する第2鏡板(蓋体)23とを備えている。第1鏡板22には貫通穴22aが形成されており、ガス封入栓22bにより気密に閉塞されている。また、第2鏡板23にはポート23aが形成されており、油圧回路等に接続され、油が出入り自在となっている。
On the other hand, in the thick pressure vessel (thickness of 2 mm or more) as shown in FIG. 6, joining was performed by outer peripheral surface CO 2 welding, TIG welding, or the like (see F in FIG. 6). FIG. 6 is a diagram showing an example of an accumulator. That is, the
第1鏡板22の図6中下面には、金属ベローズ24を介して円盤状のベローズキャップ25がシェル21の軸方向に沿って摺動自在に設けられている。なお、図6中26はベローズキャップ25の外周部に取り付けられたガイドを示している。ガイド26はベローズキャップ25の摺動を補助する機能を有している。第1鏡板22、金属ベローズ24、ベローズキャップ25により形成された空間はガス室Gとなり、窒素ガス等が封入されている。また、第2鏡板23とベローズキャップ25との間には、油室Lが形成される。
上述した圧力容器の接合方法では、次のような問題があった。すなわち、抵抗溶接では、鋼管を二つ割電極で掴むため均一な接触と大きなクランプ力が得られず、肉厚2mm程度までの薄肉鋼管までにしか使えなかった。また、厚肉鋼管の場合に外周面CO2溶接及びTIG溶接等をして溶接部強度を得るためには大型で重いものになるという問題があった。 The above-described pressure vessel joining method has the following problems. That is, in resistance welding, since the steel pipe is gripped by the split electrode, uniform contact and a large clamping force cannot be obtained, and it can be used only for thin steel pipes having a thickness of up to about 2 mm. Further, in the case of a thick-walled steel pipe, there has been a problem that it becomes large and heavy in order to obtain the welded portion strength by performing the outer peripheral surface CO 2 welding, TIG welding or the like.
そこで本発明は、厚肉の部材を用いるのに必要な大きな溶接電流(例えば、300kA以上)を通電させる抵抗溶接に必要な大きな荷重(以下、「溶接荷重」と称する)を付加しながら抵抗溶接することができるので溶接時に均一な接触面圧が得られ、十分な溶接部強度を有する接合部が形成されるとともに、電極を2つ割にする必要が無く、この部分で部材へ放電することが防げるので、部材の表面が荒れることがない圧力容器及び蓄圧・緩衝装置を提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention provides resistance welding while applying a large load (hereinafter referred to as “welding load”) necessary for resistance welding to pass a large welding current (for example, 300 kA or more) necessary to use a thick member. Therefore, it is possible to obtain a uniform contact surface pressure during welding, to form a joint having sufficient weld strength, and to discharge the member at this portion without having to split the electrode into two parts. Therefore, an object of the present invention is to provide a pressure vessel and a pressure accumulating / buffering device in which the surface of the member is not roughened.
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の圧力容器及び蓄圧・緩衝装置は次のように構成されている。 In order to solve the above problems and achieve the object, the pressure vessel and the pressure accumulating / buffer device of the present invention are configured as follows.
(1)筒状の外殻部材と、この外殻部材の開口端の内壁部にその側壁部を当接させて接合部を形成して閉塞する蓋体とを備え、上記外殻部材は上記開口端側に切除可能なフランジ部を有し、上記接合部は、上記フランジ部に当接されるとともに、上記フランジ部を上記軸方向に沿って上記開口端側に押圧し、上記蓋体に当接されるとともに、上記蓋体を上記軸方向に沿って上記外殻部材側に押圧しながら、電流を印加することで溶接されることで形成されたものであることを特徴とする。 (1) A cylindrical outer shell member, and a lid that closes the inner wall portion of the open end of the outer shell member by abutting the side wall portion to form a joint and closing the outer shell member, A flange portion that can be cut off at the opening end side, and the joint portion is brought into contact with the flange portion, and the flange portion is pressed toward the opening end side along the axial direction. It is formed by being welded by applying an electric current while abutting and pressing the lid body toward the outer shell member along the axial direction.
(2)前記(1)に記載された圧力容器であって、上記フランジ部は、上記接合部形成後に切除されていることを特徴とする。 (2) The pressure vessel according to (1), wherein the flange portion is cut out after the joint portion is formed.
(3)圧力容器と、この圧力容器内に設けられ、ガスを封入可能な気室及び液体が流出入可能な液室とを備え、上記圧力容器は、筒状の外殻部材と、この外殻部材の開口端の内壁部にその側壁部を当接させて接合部を形成して閉塞する蓋体とを備え、上記外殻部材は、その開口端側に切除可能なフランジ部を有し、上記接合部は、上記フランジ部に当接されるとともに、上記フランジ部を上記軸方向に沿って上記開口端側に押圧し、上記蓋体に当接されるとともに、上記蓋体を上記軸方向に沿って上記外殻部材側に押圧しながら、電流を印加することで溶接されることで形成されたものであることを特徴とする。 (3) a pressure vessel, and a gas chamber provided in the pressure vessel and capable of enclosing gas and a liquid chamber capable of flowing in and out of the liquid, the pressure vessel including a cylindrical outer shell member, And a lid that closes the inner wall of the open end of the shell member by abutting the side wall to form a joint, and the outer shell has a removable flange on the open end. The joint portion is brought into contact with the flange portion, and the flange portion is pressed toward the opening end side along the axial direction so as to come into contact with the lid body, and the lid body is brought into contact with the shaft. It is formed by being welded by applying an electric current while pressing toward the outer shell member along the direction.
(4)前記(3)に記載された蓄圧・緩衝装置であって、上記気室と液室とは、上記圧力容器内壁面に沿って伸縮自在に形成された金属ベローズにより仕切られていることを特徴とする請求項3に記載の蓄圧・緩衝装置。 (4) The pressure accumulating / buffering device according to (3), wherein the air chamber and the liquid chamber are partitioned by a metal bellows formed to be stretchable along the inner wall surface of the pressure vessel. The pressure accumulating / buffer device according to claim 3.
(5)前記(4)に記載された蓄圧・緩衝装置であって、上記金属ベローズの一方の開口端部と上記蓋体とは気密に溶接されていることを特徴とする蓄圧・緩衝装置。 (5) The pressure accumulating / buffering device described in (4) above, wherein one open end of the metal bellows and the lid are hermetically welded.
(6)前記(5)に記載された蓄圧・緩衝装置であって、上記鏡板の内面側には上記外殻部材と同軸的に筒体が取り付けられ、
上記金属ベローズの他方の開口端部はベローズキャップにより蓋されるとともに、このベローズキャップには、上記金属ベローズが収縮した際に上記筒体に当接するシール機能部材が取り付けられ、
上記蓋体には、外部との液体の流出入を可能とするポートが設けられ、
上記蓋体と上記ベローズキャップと上記金属ベローズとにより囲まれた空間を液室とすることを特徴とする請求項5に記載の蓄圧・緩衝装置。
(6) The pressure accumulating / buffering device according to (5), wherein a cylindrical body is attached coaxially to the outer shell member on the inner surface side of the end plate,
The other opening end of the metal bellows is covered with a bellows cap, and the bellows cap is attached with a sealing functional member that comes into contact with the cylindrical body when the metal bellows contracts,
The lid is provided with a port that allows liquid to flow in and out of the outside,
6. The pressure accumulating / buffering device according to claim 5, wherein a space surrounded by the lid, the bellows cap, and the metal bellows is a liquid chamber.
本発明によれば、厚肉の部材を用いて大きな溶接電流を通電させる場合であっても抵抗溶接において大きな溶接荷重と均一な接触を得ることにより、十分な溶接部強度を有する接合部を形成することが可能となる。 According to the present invention, even when a large welding current is applied using a thick member, a joint having sufficient weld strength is formed by obtaining a large welding load and uniform contact in resistance welding. It becomes possible to do.
図1は本発明の一実施の形態に係るアキュムレータ(蓄圧・緩衝装置)30を示す縦断面図、図2はアキュムレータ30に組み込まれた鋼管40と鏡板50との接合部Qを模式的に示す縦断面図である。なお、図1中Gはガス室(気室)、Lは油室(液室)を示している。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an accumulator (accumulation / buffer device) 30 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 schematically shows a joint Q between a
アキュムレータ30は、有底筒状の鋼管(外殻部材)40と、この鋼管40の開口部に嵌合する鏡板(蓋体)50と、鋼管40に収容されたベローズ機構60とを備えている。なお、鋼管40及び鏡板50により圧力容器が構成されており、鋼管40の後述するテーパ面41cと鏡板50の後述するテーパ面51dとが抵抗溶接により接合され接合部Qが形成されている。
The
鋼管40は、管部41と底部42とが一体的に結合して形成されている。底部42には、貫通孔42aが形成されている。貫通孔42aはガス封入栓43により気密に閉塞されている。さらに貫通孔42aの外部にはカバー44が取り付けられている。なお、図1中41aは管部41の内壁面、41bは外壁面、41cは内壁面41a側に形成されたテーパ面を示している。また、図1中二点鎖線45は切除可能なフランジ部を示している。
The
鏡板50は、円盤状に形成された鏡板本体51と、この鏡板本体51の中央部に設けられ内部に貫通孔を有するポート部52と、鏡板本体51の後述する上面51aに接合された円筒部材(筒体)53とを備えている。
The
鏡板本体51はその上面51a側を鋼管40の内側、下面51b側を鋼管40の外側となるように配置されている。また、側面51cから上面51a側にかけてテーパ面51dが形成されている。テーパ面51dには、ゴム又は樹脂製のリング状部品54が設けられており、溶接時にスパッタがガス室Gに入り込むことを防止している。
The
ベローズ機構60は、筒状に形成された金属ベローズ61と、この金属ベローズ61の一方の開口端に取り付けられた円板状のベローズキャップ62と、このベローズキャップ62の中央凹部62aに取り付けられたゴム材製のシール機能部材63と、ベローズキャップ62の外周部62bに取り付けられたガイド64とを備えている。また、ガイド64は管部41の内周面を摺動するため、ベローズキャップ62はスムーズに移動することが可能となる。
The
金属ベローズ61の他方の開口端は、上述した鏡板本体51の上面51aに気密に取り付けられている。シール機能部材63は、金属ベローズ61がもっとも縮んだ状態でその下面63aを上述した円筒部材53の上面53aに当接するように配置されている。
The other open end of the metal bellows 61 is airtightly attached to the
このように構成されたアキュムレータ30では、ポート部52の貫通孔52aを介して油室L内に導入された圧油の圧力が、ガス室Gのガス圧を超えると、金属ベローズ61が伸張してガス室G内のガスが収縮する。一方、油室L内の圧油の圧力がガス室G内のガス圧を下回ると金属ベローズ61が収縮してガス室G内のガスが膨張する。このようなガス室G内のガスの膨縮作用により油圧回路の圧油の圧力変動が緩衝され、圧油の脈動が抑制される。
In the
次に、アキュムレータ30の製造工程を説明する。最初に、鏡板本体51の上面51aに円筒部材53を溶接する。金属ベローズ61とベローズキャップ62を溶接した後で鏡板本体51の上面51aに溶接する。
Next, the manufacturing process of the
次に、図2及び図3に示すように、鏡板本体51と管部41との抵抗溶接を行う。すなわち、管部41のテーパ面41cと、鏡板本体51のテーパ面51dとを突き合わせる。次に、抵抗溶接機(不図示)の第1電極70を鏡板本体51の下面51bを図2中矢印D方向に押圧し、第2電極71を管部41のフランジ部45を図2中矢印U方向に押圧する。第2電極71はリング状であることが望ましい。リング状の電極を使用することにより、フランジ部45への不要な放電を防ぐことができる。すなわち、テーパ面41cとテーパ面51dとを加圧する。そして、第1電極70と第2電極71との間に通電し、抵抗溶接を行う。これにより、テーパ面41cとテーパ面51dとが溶融して溶接され、接合部Qが形成される。なお、必要に応じてフランジ部45は切除する。
Next, as shown in FIGS. 2 and 3, resistance welding is performed between the
なお、抵抗溶接を行う際に、ポート部52に異物侵入防止キャップKを取り付けることで、異物の侵入を防止するようにしても良い。
In addition, when performing resistance welding, you may make it prevent the penetration | invasion of a foreign material by attaching the foreign material penetration | invasion prevention cap K to the
抵抗溶接は、大きな溶接荷重をかけることにより良好に行うことができる。したがって、鋼管40と鏡板50との接合が良好に行われ、圧力容器としての密封状態が確実かつ強固なものとなる。
Resistance welding can be performed satisfactorily by applying a large welding load. Therefore, the
上述したように、本実施の形態に係るアキュムレータ30によれば、例えば厚さ2mm以上の鋼管と鏡板とを大きな溶接電流を印加して抵抗溶接を用いて接合する場合であっても、フランジ部45を介して大きな溶接荷重を与えることで、均一な接触を得ることができるため、十分な溶接部強度を有する圧力容器を形成することができる。
As described above, according to the
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、アキュムレータ用の圧力容器について説明したが、ガスばねやガススティ等の用途に用いる圧力容器にも適用できる。また、鏡板が一方側にのみ設けられているものについて説明したが、鏡板が両端に設けられている場合にも同様に適用できるのは勿論である。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described example, the pressure vessel for the accumulator has been described, but the present invention can also be applied to a pressure vessel used for applications such as a gas spring and a gas stay. Further, although the description has been given of the case where the end plate is provided only on one side, it is needless to say that the same can be applied to the case where the end plate is provided at both ends. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
30…アキュムレータ、40…鋼管(外殻部材)、41a…内壁面、41c…テーパ面、45…フランジ部、50…鏡板(蓋体)、51…鏡板本体、51d…テーパ面、54…シールリング、60…ベローズ機構、61…金属ベローズ、62…ベローズキャップ、Q…接合部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
この外殻部材の開口端の内壁部にその側壁部を当接させて接合部を形成して閉塞する蓋体とを備え、
上記外殻部材は上記開口端側に切除可能なフランジ部を有し、
上記接合部は、上記フランジ部に当接されるとともに、上記フランジ部を上記軸方向に沿って上記開口端側に押圧し、上記蓋体に当接されるとともに、上記蓋体を上記軸方向に沿って上記外殻部材側に押圧しながら、電流を印加することで溶接されることで形成されたものであることを特徴とする圧力容器。 A cylindrical outer shell member;
A lid that closes the side wall by contacting the inner wall of the open end of the outer shell member to form a joint,
The outer shell member has a flange portion that can be cut off on the opening end side,
The joint portion is in contact with the flange portion, presses the flange portion toward the opening end side along the axial direction, contacts the lid body, and the lid body in the axial direction. A pressure vessel formed by being welded by applying an electric current while pressing it toward the outer shell member side.
この圧力容器内に設けられ、ガスを封入可能な気室及び液体が流出入可能な液室とを備え、
上記圧力容器は、筒状の外殻部材と、
この外殻部材の開口端の内壁部にその側壁部を当接させて接合部を形成して閉塞する蓋体とを備え、
上記外殻部材は、その開口端側に切除可能なフランジ部を有し、
上記接合部は、上記フランジ部に当接されるとともに、上記フランジ部を上記軸方向に沿って上記開口端側に押圧し、上記蓋体に当接されるとともに、上記蓋体を上記軸方向に沿って上記外殻部材側に押圧しながら、電流を印加することで溶接されることで形成されたものであることを特徴とする蓄圧・緩衝装置。 A pressure vessel;
Provided in this pressure vessel, comprising a gas chamber capable of enclosing gas and a liquid chamber capable of flowing in and out of the liquid,
The pressure vessel includes a cylindrical outer shell member,
A lid that closes the side wall by contacting the inner wall of the open end of the outer shell member to form a joint,
The outer shell member has a removable flange portion on the opening end side thereof,
The joint portion is in contact with the flange portion, presses the flange portion toward the opening end side along the axial direction, contacts the lid body, and the lid body in the axial direction. The pressure accumulating / buffering device is formed by being welded by applying an electric current while being pressed along the outer shell member side.
上記金属ベローズの他方の開口端部はベローズキャップにより蓋されるとともに、このベローズキャップには、上記金属ベローズが収縮した際に上記筒体に当接するシール機能部材が取り付けられ、
上記蓋体には、外部との液体の流出入を可能とするポートが設けられ、
上記蓋体と上記ベローズキャップと上記金属ベローズとにより囲まれた空間を液室とすることを特徴とする請求項5に記載の蓄圧・緩衝装置。 A cylindrical body is attached coaxially with the outer shell member on the inner surface side of the end plate,
The other opening end of the metal bellows is covered with a bellows cap, and the bellows cap is attached with a sealing functional member that comes into contact with the cylindrical body when the metal bellows contracts,
The lid is provided with a port that allows liquid to flow in and out of the outside,
6. The pressure accumulating / buffering device according to claim 5, wherein a space surrounded by the lid, the bellows cap, and the metal bellows is a liquid chamber.
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